高能“太阳女神”粒子为新物理学打开可能性，兴奋科学家

By Robert Lea

2023/11/24

Science & Astronomy

 “我个人很兴奋在科学中已经发现了一个来解决的新秘密”。

显示高能粒子的流从天划过地球的大气层的描画。. (Image credit: Osaka Metropolitan University/L-INSIGHT, Kyoto University/Ryuunosuke Takeshige)

多年来，科学家们已经设法来揭开一种有趣的粒子的存在的一个相当观望，以每一次发现推动整个物理学领域向前。例如，有赋予所有其他粒子质量的“上帝粒子”又名希格斯玻色子。还有所谓的“哦我的上帝！”粒子，一种不可想象的高能量宇宙射线。

但现在我们在镇上有了一个新的粒子。它被命名为“太阳女神”粒子------而且是合适的超常的。

这种粒子有一个比能被甚至人类的最强大的粒子加速器产生的能量水平更大一百万倍的能量，它似乎在一个另外的不太高能的粒子阵雨中落到地球上。就像“哦我的上帝！”粒子一样，这些点点来自遥远的太空区域并被称为宇宙射线。这种粒子已经被标榜为“天照大神”，以日本神话中太阳和宇宙女神天照大神的名字命名，她的名字意为“在天堂照耀”。

就像它的神话同名被笼罩在神秘中一样，天照大神粒子也是如此。它的发现者包括大阪都立大学的研究员藤井（Toshihiro Fujii），不知道这种粒子来自哪里或真的它是什么。他们也仍然不确定什么种的暴力和强大过程可能已经诞生像天照大神这样某些高能的东西。

藤井告诉太空网站， “这是被望远镜阵列实验检测到的最高能量的带电粒子”。

希望是就像天照大神被信誉为按照神道教传统创造日本一样，天照大神粒子能帮助创造一个全新的高能天体物理学分支。

 “哦我的女神！”粒子

高能宇宙射线一开始就是极为罕见的，但藤井说天照大神粒子有一个惊人的30年宇宙射线探测中从未见过的能量水平。

事实上，当研究人员用望远镜阵列实验发现了天照大神时------涉及散布在犹他州米勒德县高沙漠270平方英里（699平方公里）的507个探测器------他们最初认为这个检测一定是某种错误。

藤井说，“我以为这将是我的错误或故障，然后在检查事件的细节后，我很兴奋来发现这不是一个错误”。

2021 年 5 月 27 日首次被望远镜阵列实验发现的天照大神粒子展示一个224 exa 电子伏特 （EeV）能量。对竞赛，一个 EeV 等价于 10¹ 电子伏特。这把天照大神放在从来发现的最高能量的一个宇宙射线相似的能量水平上------ 是的，这就是“哦我的上帝！”粒子，它于1991年10月被犹他州挖路试验场的苍蝇眼相机检测到。后者有一个320 EeV的能量。

藤井解释说，“天照大神粒子应该是来自宇宙关于极高能现象的一个重要信使，但我们需要来解开这个神秘粒子的起源”。

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对在来自从中太阳女神粒子出现已经来自的方向的方向中没有一个天体物理学天体也没有任何宇宙事件。这就是为什么让科学家们相当不清楚什么导致了它的创造的。但虽然天照大神粒子的起源目前可能是不清楚的，但藤井确实有一些来跟进调查的途径。重要的是，其中一些想法可以扩展超越粒子物理学的标准模型，这是我们有的宇宙的粒子动物园以及每个粒子如何与彼此相互作用的最佳轮廓。

藤井说，“一种可能性是这种粒子被极高能的现象加速，诸如一个伽马射线暴或一个来自在活跃星系核中心的进食的超大质量黑洞的喷射，另一种可能性是在一个异域的场景中创造例如超重暗物质的衰变------一种新粒子，来自超越标准模型的未知物理学”。

自2008年以来，该团队一直在犹他州的望远镜阵列实验中狩猎宇宙射线，现在将用一个新升级的灵敏度提高了四倍的项目继续这样做。他们还期望其他下一代天文台能够参与宇宙射线行动来帮助科学家开始在天照大神粒子上进行一个更详细的调查。

藤井总结道，“我个人很兴奋已经在科学中发现一个新的来解开的秘密”。

该团队的研究将于11月24日发表在《Science》杂志上。